《射频集成电路原理》课程教学大纲

《射频集成电路原理》课程教学大纲

一、课程简介

课程中文名射频集成电路原理

课程英文名PrinciplesofRF-IC

课程代码083S40A课程学分3总学时数51

□通识课程口线上

口学科基础课口必修国线下

课程类别回专业课课程性质团选修课程形态口线上线下混

口实验实践课口其他合

□其他□其他

13闭卷口开卷□一页开卷口面试口口试口答辩

考核方式

□论文□报告□大型作业□课程作品□其他

开课基层教

开课学院物理科学与技术学院微电子科学与技术系

学组织

面向专业微电子科学与技术开课学期3.1学期

课程负责人审核人

先修课程《模拟电路》、《数字电路》

后续课程无

课程网址无

（中文）本课程是超大规模集成电路设计方向模块的专业推荐选修课程。

课程教学以理论讲授为主，学生通过对该课程的学习，应对射频段的常用

集成电路性能有较深的理解，并能设计低噪声放大器、混频器、锁相环、

频率合成器等电路，为今后在集成电路系统设计方向的发展打下基础。课

课程简介程主要内容举：双端口网络噪声分析，低噪声放大器设计，混频器、调冶

放大器、振荡器、锁相环和频率合成器的设计，无线终端典型射频电路设

计。本课程是超大规模集成电路设计方向模块的推荐选修课。

（英文）

二、课程目标

表1课程目标

序号具体课程目标

课程目标1具备基本的科学素养，通过对射频集成电路的设计工具、设计方法、应用场景

以及网上相关内容调研了解，及时J'解射频集成可路新技术和发展趋势，掌握

国家相关方面的科技战略需求，树立强烈的爱国主义使命感与责任:心。

课程目标2理解和掌握射频与微波的基础知识，掌握用方程计算法和Smith圆图法设计阻

抗匹配网络，熟悉无线收发机的结构，会设计常见结构的低噪声放人器、混频

器和射频功率放大器，并全面地理解设计过程中的各种技术指标。

课程目标3学生应能正确设计射频集成电路中的低噪声放大器、混频器、射频功率放大器

等主要模块，并使模块的主要技术指标符合设计规范的要求，使得所设计的模

块可以用于实际的射频集成电路中。

课程目标4使学生理解作为一名射频集成电路工程师所肩负的民族复兴重担，从自身做

起，正确、合理设计射频集成电路，在均衡各种因素的前提下，将射频集成电

路的性能提升至尽可能高的水平。

三、课程目标与毕业要求对应关系

本课程的课程目标对计算机科学与技术专业毕业要求指标点的支撑情况如

表2所示：

表2课程目标与毕业要求对应关系

课程

毕业要求指标点

目标

毕业要求2：问题分析：能够应用数学、自然科

学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通能基于数学、自然科学和工

过文献研究分析微电子科学与工程相关的复杂程科学基本原理，对复杂集

问题，并获得有效结论。能够应用数学、自然成电路系统问题进行识别、2、3、4

科学和工程科学的基本原理，对计算机相关领表达、拓扑结构设计和分

域的复杂工程问题进行识别、表达和分析，并析。

通过文献查阅与研究获得有效结论。

针对复杂微电子数字集成

毕业要求3：设计/开发解决方案：能够设计针电路和模拟集成电路问题，

对微电子科学与工程复杂问题的解决方案，设能够从系统的角度权衡所

计满足特定需求微电子工艺、器件和电路，并涉及的相关因素、提出解决2、3、4

能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、方案、完成系统设计、实现

健康、安全、法律、文化以及环境等因素。和测试，能够体现创新意

识。

毕业要求4：研究：能够基于科学原理并采用科能够基于科学原理,研究微

2、3、4

学方法对微电子相关的复杂科学与工程问题进电了数字集成电路和模拟

行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并集成电路的设计，包括设计

通过信息综合得到合理有效的结论。电路拓扑结构、优化电路参

数、设计电路布局布线与版

图、测试和分析实验数据，

并能够通过信息综合得到

合理有效的结论。

对射频集成电路的设计工

具、设计方法、应用场景以

毕业要求10：沟通：具备基本的科学素养，具及网上相关内容有较好了

备一定的国际局势分析和跨文化沟通能力，能解，初步掌握射频集成电路1、2、3、

够就专业领域的复朵工程问题与业界同行及社新技术和发展趋势，以及国4

会公众有效沟通，包括文字表达和语言交流。家相关方面的科技战略需

求，树立强烈的爱国主义使

命感与责任心。

四、课程目标与教学内容和方法的对应关系

表3课程目标与教学内容、教学方法的对应关系

教学内容详细内容与要求教学方法课程目标

（1）教学内容：

・无线通信技术的发展史；

•通信系统的组成；

•常见无线通信系统的主要应用包括无线局域网、

全球定位系统、射频识别、家庭H星网络；

•我国常见通信领域的频谱划分：

•无线通信与RFIC设计的要素。课堂讲

（2）教学重点：常见无线通信系统的主要应用包括无授、提问、

引言线局域网、全球定位系统、射频识别、家庭卫星网络；课后自1、2

我国常见通信领域的频谱划分；学、网上

（3）教学难点；通信领域的频谱划分、R「IC设计的要克阅

家

（4）教学要求：基本掌握通信系统的组成、通信领域

的频谱划分以及RFIC设计的要素

思政融合点1：由无线通信技术引入我国在航空、航

天、航海等领域取得的成就：激发学生的爱国主义热

情、自豪感与使命感。

（1）教学内容：

•典型的传输线类型包括同轴电缆、微带线、平行

双线和双绞线；课堂讲

射频与微•二端口网络的基本概念和主要类型・Z参数、Y参授、提问、

波基础知数、H参数、ABCD参数等：课后自2

识•网络Q值的基木概念；学、网上

•传输线阻抗变换的基本原理：查阅

•S参数二端口网络：

•四中不同类型的功率定义和三种不同类型的功率

•上变频、下变频和复混频的过程及其对应的频谱

搬移过程；

•Hartley和Weaver镜像抑制接收机的频谱搬移过

程图。

（2）教学重点：（1）混频的原理和过程，（2）上变频、

下变频和复混频的过程及其对应的频谱搬移过程，（3）

Hartley和Weaver镜像抑制接收机的频谱搬移过程图。

（3）教学难点：混频的原理.

（4）教学要求：能够阐述无线收发机结构的基本结构

以及混频原理和过程

思政融合点2：由通过无线收发机的原理的学习，了

解其在国防、安全等领域的重要性，激发学生的爱国

主义热情和学习热情。

（1）教学内容：

•LNA的主要指标包括噪声系数、增益、输入输出

匹配、反向隔离和线性度：

•低噪声放大器的结构包括输入端并联电阻的共源

放大器、电压井联负反馈共源放大器、共栅放大器、

具有源极电感负反馈的共源放大帮：

•镜像抑制LNA的原理；

•LNA噪声系数的推导计算过程；

•双极型管低噪声放大器的电路模型和等效输入噪

课堂讲

声源计算；

授、提问、

低噪声放•MOS管非准静态模型和栅极感应噪声：

课后自2、3、4

大器•CMOS最小噪声系数和最佳噪声匹配：

学、网上

（2）教学重点：LNA噪声系数的推导计算过程，（2）

查阅

双极型管低噪声放大器的电路模型和等效输入噪声源

计算，（3）MOS管非准静态模型和栅极感应噪声，（4）

CMOS最小噪声系数和最佳噪声匹配。

（3）教学难点：LNA噪声系数计算及双极型管与CMOS

噪声计算

•（4）教学要求：了解LNA的噪声系数、增益、

输入输出匹配、反向隔离和线性度等主要指标；能依

据指标要求，能利用双极型管与CMOS设计LNA。

（1）教学内容：

•混频器的主要技术指标包括变频增益或损耗、噪

课堂讲

声系数、线性度、隔阳度、阻抗匹配：

授、提问、

•线性度改善技术包括负反馈技术、不对称差分对

混频器课后自1、2、3、4

组、分段线性化、导数叠加技术：

学、网上

•混频器的基本原理：

查阅

•混频器的分类-有源混频器、无源混频器和亚采样

混频器：

・噪声优化技术：

•混频器的电路结构-电压开关混频器、平衡线性

MOSFE混频器、电流开关混频器；

•CMOSGilbert混频器。

（2）教学重点：（1）混频器的电路结构-电压开关混

频器、平衡线性MOSFE混频器、电流开关混频器，（2）

CMOSGilbert混频器0

（3）教学难点：混频器的电路结构

（4）教学要求：r解混频器变频增益或损耗、噪声系

数、线性度、隔离度、阻抗匹配等主要技术指标包括：

依据混频要求，选用合适的混频电路，实现功能。

思政融合点3:以LNA和混频器为切入点，引导学生.

通过网络平台，收集LAN和混频器在无线通讯领域的

应用及重要性：并进•步了解华为公司在5G通信技术

方面的进展，从而真正理解十八大提出“加快建设创

新型国家”战略方针的重要性，引导学生瞄准世界科

技前沿，树立投身科学研究和技术创新的远大理想。

（1）教学内容：

•功率放大器的.主要指标包括输出功率和增益、效

率和功率附加效率、线性度、功率控制、输入输出反

射系数或电压驻波比；

•线性化技术包括前馈、反馈、预失真、采用非线

性元件的线性放大、包络消除与恢复：

•功率放大器的工作原理；

•功率放大器的分类包括电流源型、包络跟踪型、

开关类功率放大器。

（2）教学重点：1）功率放大器的工作原理，（2）功

课堂讲

率放大器的分类包括电流源型、包络跟踪型、开关类

授、提问、

射频功率功率放大器。

课后自1、2、3、4

放大器（3）教学难点：线性化技术包括前馈、反馈、预失真、

学、网上

采用非线性元件的线性放大、包络消除与恢复

查阅

•（4）教学要求：了解功率放大器的输出功率和

增益、效率和功率附加效率、线性度、功率控制、输

入输出反射系数或电压驻波比等主要指标：依据电路

要求，能选择合适的功率放大器结构实现功率放大功

能

思政融合点4：以功率放大器为切入点，引导学生通

过网络查询当前全球主要的功率放大器提供厂商，以

及对我国的技术禁运情况,帮助学生以辩证的、战略

的思维理解科技第一生产力对于国家建设与民族夏兴

的重要意义。

五、实践环节及要求

详细说明每个实践环节主要内容和基本要求两方直。

六、学时分配

各章节的学时分配如表4所示。

表4学时分配表

一

课内

课

实践

外

上机

讲课实验上自学习题讨论

机

教学内容学时

时数

时

时数时数数时数课时数

1.引言222

2.射频与微波基础

1022

知识

3.噪声及非线性822

4.无线收发机结构8N2

5.低噪声放大器822

6.混频器822

7.射频功率放大器723

合计51215

总计课内51学时+课外自学15学时

七、课程学生成绩评定方法

1.课程考核与成绩评定方法

该课程考试方式为闭卷。该课程采用形成性评价与终结性评价相结合的评价

方法，学期总评成绩使用百分制评定，由三部分构成：平时成绩，占比30%；实

验成绩占20%,期末考试成绩，占比50%。

平时成绩至少包含4项考核项目，总占比30-50%；实验成绩总占比0-20%

平时成绩的考核项目包括但不仅限于课程思政实践（占5%）、课后作业、出勤、

课堂练习、课堂互动、课堂讨论、小组展示、课后实践、文献阅读报告等等。

各部分的具体评价环节、关联课程目标、评价依据及方法和在总成绩中的占

比，如表5所示。

表5课程考核与成绩评定方法

成绩考核关联的占总评成

考核项目考核依据与方法

构成课程目标绩的比重

基于无线通信系统、射频微波基本知

识、LNA和功率放大器等基本知识的考

察，通过课外文献查阅、课堂展示、课堂

平课程

1小组讨论、阅读报告等多种形式，考查学10%

时成思政实践

生对我国相关先进技术的了解情况以及

绩

核心价值观状况，按优秀、良好、中等、

及格及不及格分别给分

课后2、3、4根据作业质量与正确率，给出批阅成40%

成绩考核关联的占总评成

考核项目考核依据与方法

构成课程目标绩的比重

基于无线通信系统、射频微波基本知

识、LNA和功率放大器等基本知识的考

平察，通过课外文献查阅、课堂展示、课堂

课程

时成I小组讨论、阅读报告等多种形式，考查学10%

思政实践

绩生对我国相关先进技术的了解情况以及

核心价值观状况，按优秀、良好、中等、

及格及不及格分别给分